Страница 4 из 6
Я расположился посреди этого зверинца с микроскопом. За сбором и определением растений, губок, кораллов и морских раковин прошли месяцы. К концу сентября мы собрали на дне Лагуны множество организмов и отметили их на карте[20]. Но меня ждал сюрприз: с помощью микроскопа я обнаружил обильную жизнь. Разнообразие раковин, казалось, возрастало с каждым приближением. Например, на квадратном метре лагуны или рифа можно визуально обнаружить около дюжины раковин моллюсков, причем даже в небольшом приближении это разнообразие жизни увеличивается. Когда же я заглянул в микроскоп, мне открылся удивительный мир с множеством существ размером до десятой доли миллиметра, многие из которых были необыкновенной красоты (см. вкладку). Мне стало понятно: биосфере присуще “фрактальное” качество.
Каждый день, возвращаясь на хлопкозавод, я приступал к рассматриванию “мира в одной песчинке”. Среди обстоятельств, подлежащих проверке в первую очередь, был подсчет видов в пробе песка и ила с Большого Козьего рифа. В песке с морского дна, выбеленном и непримечательном, как если бы он происходил из арабской пустыни, нашлось почти 10 тыс. раковин фораминифер почти 100 видов (и это исключая прочие создания и почти невидимые микроорганизмы). Я вовсе не был готов к такому, но подобное, как теперь известно, можно наблюдать в любом уголке мира. Это закон масштабирования: в присутствии множества малых существ количество более крупных прогрессивно уменьшается. Если я хотел восстановить историю жизни, то мне следовало позабыть о динозаврах и вместо этого обратить внимание на крошечных существ.
На Большом козьем рифе
Глядя с пляжа на восток, в сторону рифового пояса Барбуды, можно увидеть танцующие на горизонте белые хребты атлантических волн. Это признак пассатов, освежающих эту часть тропиков. Много лет в таких условиях кораллы образовывали гребни, мели, траншеи и пещеры всех форм и размеров. Одни обитатели рифа протягивали ветви к солнцу, другие укрывались в созданной ими самими тени. Поэтому у разных частей рифа собственная биота: светолюбивые кораллы и водоросли, тенелюбивые губки и простейшие, обосновавшиеся в нишах. Однажды утром мы подняли в лодку фрагменты живой “скалы”, и я с удивлением увидел множество отверстий. Эти впадины, щели, трубки, туннели (конечно, появившиеся естественным путем) стали домом множеству беспозвоночных, например желтым губкам, розовым асцидиям и сиреневым офиурам. Чем дырявее “порода” рифа, тем разнообразнее его обитатели. Поистине, жизнь – это поиски места под солнцем.
Главный архитектор этого рифа – похожий на оленьи рога коралл акропора (Acropora). Фактически каждый рог представляет собой колонию (ее возраст может исчисляться сотнями лет) генетически идентичных коралловых полипов. Погружение поблизости от рогов может быть занятием неприятным и даже небезопасным: крошечные кораллиты могут вызвать неприятные высыпания на коже, похожие на ожоги мелких медуз, а жесткая известковая поверхность коралла подобна рашпилю. Бывало, коралловые рога протыкали дно кораблей, устраивая обитателям рифа ужин из незадачливых моряков.
Биологи давно выяснили, что кораллы наподобие акропоры относятся к стрекающим – животным с радиальной симметрией, напоминающим цветы. Все стрекающие кишечнополостные снабжены простым, но очень эффективным набором для выживания: щупальца со стрекательными клетками и, возможно, не очень гигиеничный, но очень эффективный кишечник без ануса. (Поэтому единственное отверстие, через которое коралл может избавиться от продуктов жизнедеятельности – это рот.) Если говорить о положении стрекающих на древе жизни, то они считаются относительно примитивными животными. Ниже этой ветви располагаются лишь губки[21]. Другой замечательной особенностью рифообразующих кораллов является способ их питания. Каждое щупальце снабжено стрекательными клетками, которые “загарпунивают” проплывающих рядом мелких животных. Особенно искусно кораллы ловят зоопланктон: крошечных рачков и личинок различных животных, которые днем прячутся в глубине, а ночами собираются в толще воды на кормежку.
Внутренние слои коралловых полипов вдоль гребня рифа напоминают коммерческую теплицу с рядами простых клеток, похожих на растительные, приманенных из толщи воды. В природе у этих огненно-красных клеток имеются кнутовидные нити, помогающие им вертеться, подобно дервишам. Отсюда их название – динофлагелляты. При обособленном обитании эта группа может стать причиной жутковатых красных приливов, не только отравляющих токсинами промысловую рыбу, но и вызывающих массовую гибель морских рыб и птиц.
Динофлагелляты отправляются жить среди кораллов, соблазнившись бесплатной раздачей удобрений. Но взамен они должны изо дня в день производить пищу для кораллов при помощи аккумулирования солнечного света. Таким образом, пользу от симбиоза получают все[22]. Впрочем, трудно сказать, что это такое: брак или рабство. Я подозреваю второе. Тяжкий труд лежит в основе экологии целого кораллового рифа, жизнь которого зависит от питательных веществ, поступающих от симбионтов их хозяевам и вверх по пищевой цепи.
На нижней стороне “оленьих рогов” коралловые полипы, как правило, не селятся. На этих незащищенных участках строят убежища другие животные. Некоторые сверлят для этого старый коралловый известняк, иногда настолько упорно, что верхушка коралла валится на дно, где со временем превращается в песок. Другие, напротив, укрепляют остов, добавляя новые известняковые слои. Кораллиновые водоросли, выбравшие второй путь, защищают риф от бурь и времени.
Но не только водоросли стали стражами и героями рифов. Я хотел бы напомнить и о рубиново-красном простейшем гомотреме (Homotrema rubrum). У этой одноклеточной фораминиферы любопытный способ питания. Выставляя из раковины липкие нити-ретикулоподии, она собирает проплывающие спикулы губок. Спикулами, похожими на стеклянные иглы, гомотрема пользуется как удилищем. Да, человек способен создавать орудия, но и простейшие способны с успехом ими пользоваться.
Считается, что подобные гомотреме фораминиферы помещаются в самом основании древа жизни[23]. Все верно, они одноклеточные, без тканей и органов, присущих настоящим животным. Но они разделяют с животными страсть к достойной пище. Иными словами, все они, в том числе бактерии, любят покушать. И хотя их статус невысок, именно они образуют до 90 % биомассы морского дна в полярных водах и являются породообразующими микроорганизмами от верхних до нижних слоев океана. Гомотрема – хороший пример преуспевающего партнера в “семейном бизнесе”. Это крошечное создание добилось такого успеха, что его рубиновые раковины, подобно драгоценным камням, украшают почти все молочно-белые рифовые пляжи.
По изумрудной Лагуне
Забравшись в лодку и вернувшись к ведущему в Лагуну протоку, где вода редко стоит выше шеи, легко заметить перемены на дне. По пути к приливному каналу рифообразующие кораллы начинают исчезать, по-видимому, из-за слишком соленой воды, испаряющейся в жаркие и ветреные дни. Вместо кораллов появляются новые ниши: мелкозернистый природный илистый осадок, километры подводных отмелей, заросших зелеными водорослями талассией и нептуновой кистью, непроходимые мангровые заросли.
Подводная часть мангровых деревьев, растущих у приливного канала, часто заселяется яркими губками. Их синяя, фиолетовая и оранжевая окраска говорит об обитающих на них разнообразных микробах. Особенно нравятся губкам цианобактерии. Форма губок также удивительно разнообразна: одни губки напоминают мячики для гольфа, другие – цветочные вазы. Встречаются даже похожие на органные трубки. Биологи долго обсуждали природу губок (Porifera), поскольку те выглядят, как растения, и ведут себя, как растения. В отличие от кораллов, у губок нет кишечной полости и нервной системы. Они не убегают и не прячутся при нападении рыбы. Будучи немного большим, нежели колония клеток, губки могут принимать почти любую форму и расти почти во всех направлениях. Но они далеко не пассивны. В ходе известного эксперимента, поставленного в самом начале XX в., губку измельчили путем продавливания ее через шелковый дамский чулок (надеюсь, с позволения дамы и без последующего использования). Пройдя через ткань, клетки, однако, с легкостью собрались воедино (этот эксперимент не из тех, которые можно провести дома на земляных червях или медузах, так как результат будет неприятным). Иными словами, клетки губок ведут себя как колонии клеток, а не как, например, тела клетки медузы или клетки человеческого тела. Мне довелось наблюдать миграцию колонии губок с помощью клеток, правда, всего на несколько миллиметров в день. Они также способны выпускать длинные ленты клеточной ткани либо для перемещения, либо для уничтожения нежелательного соседа. При этом губки применяют медленнодействующие яды. Пожалуй, самая странная черта губок та, что они не слишком заботятся о симметрии своего тела, а входные и выходные отверстия разбросаны по его поверхности произвольно. Отсутствие симметрии у губок обычно считается признаком примитивности. Оно резко контрастирует с прекрасной симметрией кораллов и медуз, занимающих следующую ступень на древе жизни.
20
Эта работа в основном продолжилась в лаборатории в старом, времен войны, ниссеновском бараке на задворках Университетского колледжа в Лондоне. Этот барак, довольно удачно расположенный, помещается около Музея египетской археологии им. Флиндерса Петри, в дальнем конце садика дома на Гоуэр-стрит, где в 1838–1842 гг., после путешествия на “Бигле”, жил Дарвин с женой. Именно здесь у него появилась привычка ежедневно прогуливаться.
21
О современном древе жизни см.: Guillaume and Le Guyader 2006; Briggs and Crowther 2001.
22
Слово “симбиоз” означает “сосуществование”, что может подразумевать и паразитизм. Симбиоз кораллов и динофлагеллят – пример мутуализма, то есть взаимовыгодного симбиоза.
23
Благодаря молекулярным данным представления о древе эукариот претерпели значительные изменения, и теперь оно выглядит скорее как пышный куст, а большую часть его ветвей занимают протисты. Фораминифер относят к супергруппе SAR (Stramenopiles + Alveolata + Rhizaria). Например, см.: Walker, G., Dorrell, R.G., Schlacht, A., and J.B. Dacks Eukaryotic systematics: a user’s guide for cell biologists and parasitologists // Parasitology 2011, 138(13), pp.1638–1663. – Прим. науч. ред.